淺談分布式電源接入對配電網運行影響

劉翠勉

摘要：隨著電力技術的不斷發展，分布式電源逐漸成為配電網中的重要力量。從目前來看，配電網領域接入分布式電源，使得電力系統變得更加高效靈活。本文敘述了分布式電源的概念以及分布式電源接入配電網的優點，介紹了分布式電源對電力系統、配電系統以及配電網運行的管理等方面的影響，指出了當前適當的管理辦法。

關鍵詞：分布式電源；配電網；運行管理

引言

根據容量規模和能源資源分布特點，太陽能、生物質能、地熱能、風能等新能源一般采用分布式電源的方式接到輸配電網。近年來，分布式電源技術以所用原料廣泛、發電形式靈活、環境污染小的優點，發展很快。分布式電源的接入改變了配電網的結構，從輻射性網絡過渡到用戶負荷直接和分布的點狀電源相連的網絡，如果大規模接入，會對配電網產生非常大的影響。

1 分布式電源

分布式電源指的是環境兼容的且分布在配電網中功率為10kW～30MW的小型模塊式獨立電源。分布式電源具有利用再生能源、調峰、節省輸變電投資、提高供電可靠性、降低網損等優點。一般看來，分布式電源的發電形式包括小型熱電聯產、小型風力發電、太陽能光伏發電、風力水力蓄電等，其中光電和小型風電非常適合接入社區、樓宇，將來，這是智能電網的一個重要發展方向。

低壓配電網連接的結構類型有樹枝式接線、環網式接線、單電源輻射式接線等，根據供電的可靠性，用戶選擇接線方式。在我國的低壓配電網建設中，單相輻射狀鏈式結構是主要連接方式。

分布式電源接入配電網中運行時的優勢如下：電氣上的結構連接不是非常緊密，系統中各電源點相互獨立，用電客戶根據需要可以自行調整，供電可靠性比較高，大規模停電事故發生的概率低。用戶可自行監控自己區域的電能質量和可靠性，適合向偏遠山區、辦公樓、社區居民樓供電；在分布式電源輸配電的過程中，其損耗非常小，節約很大電量；此外，具有調峰作用，安裝維修成本低，分布式發電接入負荷中心，減小各終端變電站母線的等值負荷，以緩解在電力系統功率傳輸方面的要求。

2 分布式電源對電力系統的影響

2.1發電、輸電系統方面

分布式電源的接入，使得新建的遠距離輸電線和集中式發電廠的需求減少。其次，分布式電源的接入也影響了繼電保護配置整定計算，如短路電流、潮流流向變化等均易造成繼電保護失配問題。

2.2配電系統方面

分布式電源的應用，將一個輻射式的網絡變成一個遍布用戶互聯和電源的網絡，使得配電網絡的運行方式和規劃發生非常大的變化。對于正在興起的配電網智能化、自動化來說，分布式發電技術帶來的影響也需要考慮。

3 分布式電源接入對配電系統的影響

配電系統接入分布式電源后，就變成了不滿電源和負荷的系統，而以往的配電網中一般沒有電源，這就形成了較大差異。因此，分布式電源的接入將會給配電網造成非常大的影響，例如：靜態穩定性、網絡結構變化、電壓質量、短路電流、諧波、計量、調度、繼電保護整定問題等一系列影響。

4 分布式電源對配電網運行管理的影響

4.1對電壓質量的影響

分布式電源的接入，會對配電網引起很大擾動，從而影響到電力系統電壓質量，主要表現兩點：諧波污染，分布式電源很可能引起諧波，分布式電源的本身就是諧波電源，其原理基于電力電子技術接入；電壓閃爍，在以下情況下接入分布式電源，可引起電壓閃爍，如布式電源的輸出突然變化或發生較大變化，大型分布式電源系統突變啟動、反饋環節和分布式的電壓控制設備相互影響。

4.2對電壓的影響

分布式電源的接入對穩態電壓分布存在較大影響，以往的配電網呈輻射狀，穩態運行時，沿饋線的潮流方向，電壓逐漸降低。分布式電源接入后，分布式電源輸出的無功功率以及饋線上的輸送能量減少，沿饋線的各負荷連接點處的電壓幅值增加。以往配電網中，無功功率、有功功率隨時間的變化，會造成系統電壓波動，線路終端方向的波動則會更大。如果負荷在配電網末端附近集中，波動會更大，因此要杜絕這種情況發生。

4.3對電力系統繼電保護的影響

由于配電網上絕大部分故障為瞬時性故障，且以往輻射狀配電網的潮流方向的單向流動性，所以，以往配電網的保護設計，通常是在主饋線上設置自動重合閘裝置，變電站處設置過流保護裝置，支路上設置熔斷器，短路電流單向性決定于潮流單向流動。分布式電源的接入，會導致短路電流流向發生變化，因此對繼電保護整定的要求也就更高。

4.4對電能損耗的影響

將分布式發電源接入到配電網中的負荷近旁，整個配電系統的潮流流都會發生變化，按分布式電源的出力大小和節點負荷的關系，分布式發電可能增大或減小能量的損耗，主要決定于分布式電源的網絡結構、負荷的相對大小、節點的位置等因素。

4.5對配電網運行可靠性的影響

分布式電源如果只是作為備用電源，則能為電網供電提供可靠性，但如果電力網絡與分布式電源并列運行，就有可能導致系統穩定性和供電可靠性受到影響，同時，也會影響到配電系統的可靠性評估運行指標體系。

需要協調系統與控制方案和保護設備。分布式電源接入系統后，會出現短路電流變化，電壓因負荷與功率輸出不協調而產生波動，干擾到電壓的控制，影響到網絡損耗等，如果控制方案設置不符，會導致系統的供電安全性削弱。

需引入發電機組的可靠性指標。以往配電系統中的元件主要包括主饋線、分支線、聯絡開關、配變等，故障率、維修率、平均修復時間、平均運行時間等都是評價各元件可靠性的主要指標有，配電系統中接入分布式電源，配電系統的可靠性指標會發生變化。

需引入評估分布式電源影響的指標。系統停電頻率、平均供電可用率、停電持續時間等指標是以往可靠性評估的主要系統指標。

4.6改變故障電流

分布式電源的出現會使得配電網的故障電流水平提高，同時，分布式電源的類型、規模、模式、系統的連接方式等因素都會影響到分布式電源對故障電流。

5 當前配電網運行管理辦法

5.1抓好并網技術

電壓質量保證合格，接入后的電壓偏移不能超過允許的范圍，動熱穩定電流需要滿足，要求配電設備的正常運行電流不得超過額定值。短路容量不超過電纜、開關等配電設備的允許值，電能質量合格，所引起的電壓閃變、諧波、驟升、驟降不超過規定值。

5.2抓好配網建設

適應配電自動化，改變配電網的現狀，使用配電智能化，為分布式電源接入打好良好基礎。

5.3完善功能信息

并網的分布式電源必須能夠和電網調度機構進行數據通信，采集電源的電氣運行情況，再上傳至電網調度的機構，此外，還要有能力接受電網調度機構控制調節指令，并網雙方的通信系統要滿足電網運行對電力系統通信業務的要求，滿足調度電話、繼電保護等業務對電力通信的要求。

5.4定期測試并網參數

接入電網前，分布式電源要進行相應檢測，并網成功后，還應定期進行檢測，其檢測點為電源并網點，檢測單位或部門要有相應資質。

5.5確保電能計量準確可靠

在分布式電源接入前，明確用網電量計量點和上網電量，應協商確定計量點的設置位置，每個計量點都要有電能計量裝置，其配置技術要符合相關標準。采用智能電能表，其技術性要滿足國家電網公司的相關標準。

6結束語

目前，我國對分布式電源的研究還處在起步階段，分布式電源技術漸漸滲入，將會更加突出對配電網的影響，特別是對電網安全運行、電網規劃和設計的影響較為顯著。所以，我國需要大力開展具有針對性的科研活動，進我國分布式電源技術快速發展。

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